[0001]【技术领域】
[0002][0001]본 발명의 실시예들은 증착용 기판 이동부에 관한 것으로, 더 상세하게는 기판상의 정확한 위치에 증착 물질이 증착되도록 할 수 있는 증착용 기판 이동부에 관한 것이다.
[0003]【背景技术】
[0004][0002]디스플레이 장치들 중, 유기 발광 디스플레이 장치는 시야각이 넓고 컨트라스트가 우수할 뿐만 아니라 응답속도가 빠르다는 장점을 가지고 있어 차세대 디스플레이 장치로서 주목을 받고 있다.
[0005][0003]유기 발광 디스플레이 장치는 서로 대향된 제1 전극 및 제2 전극 사이에 발광층 및 이를 포함하는 중간층을 구비한다. 이때 상기 전극들 및 중간층은 여러 방법으로 형성될 수 있는데, 그 중 한 방법이 독립 증착 방식이다. 증착 방법을 이용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 제작하기 위해서는, 유기층 등이 형성될 기판 면에, 형성될 유기층 등의 패턴과 동일한 패턴을 가지는 파인 메탈 마스크(fine metal mask: FMM)를 밀착시키고 유기층 등의 재료를 증착하여 소정 패턴의 유기층을 형성한다.
[0006][0004]그러나, 이러한 파인 메탈 마스크를 이용하는 방법은 대형의 마더 글래스(mother-glass)를 사용하여 유기 발광 디스플레이 장치를 대면적화하기에는 부적합하다는 한계가 있다. 왜냐하면, 대면적 마스크를 사용하면 자중에 의해 마스크의 휨 현상이 발생하는데, 이 휨 현상에 의한 패턴의 왜곡이 발생될 수 있기 때문이다. 이는 패턴에 고정세를 요하는 현 경향과도 배치되는 것이다.
[0007][0005]본 발명은 기판상의 정확한 위치에 증착 물질이 증착되도록 할 수 있는 증착용 기판 이동부를 제공하는 것을 목적으로 한다.
[0008][0006]본 발명의 일 실시예는, 일면 상에 기판을 고정할 수 있는 정전 척; 상기 정전 척의 타면과 결합하여 상기 정전 척을 제1 방향으로 이동시키며, 내부에 형성된 복수 개의 수용부들 및 상기 각 수용부의 일면에 형성된 보강 리브를 포함하는 캐리어; 및 상기 캐리어에서 상기 정전 척이 결합하는 면에는 상기 제1 방향으로 연장되며, 서로 이격된 복수 개의 연마부들;을 포함하고, 상기 보강 리브는 상기 정전 척이 결합하는 면의 내측면에 형성되는 것을 특징으로 하는, 증착용 기판 이동부를 개시한다.
[0009][0007]일 실시예에 있어서, 상기 각각의 보강 리브는 X자 형태로 형성될 수 있다.
[0010][0008]본 발명의 다른 실시예는, 일면 상에 기판을 고정할 수 있는 정전 척; 상기 정전 척의 타면과 결합하여 상기 정전 척을 제1 방향으로 이동시키며, 내부에 형성된 복수 개의 수용부들 및 상기 각 수용부의 일면에 형성된 보강 리브를 포함하는 캐리어; 및 상기 캐리어에서 상기 정전 척이 결합하는 면에는 상기 제1 방향으로 연장되며, 서로 이격된 복수 개의 연마부들;을 포함하고, 상기 캐리어는, 상기 캐리어의 온도를 측정하여 그 열 변형을 확인하는 캐리어 온도 센서, 상기 정전 척의 온도를 측정하여 그 열 변형을 확인하는 정전 척 온도 센서, 상기 정전 척에 상기 기판이 합착되어있는지 여부를 검출하는 기판 검출 센서, 소비 전류 또는 배터리의 잔류 전원을 측정하는 전원 측정부, 및 상기 정전 척의 온/오프 여부를 검출하는 정전 척 가동 검출부 중 하나 이상을 포함하는 증착용 기판 이동부를 개시한다.
[0011][0009]일 실시예에 있어서, 상기 캐리어 온도 센서, 정전 척 온도 센서, 기판 검출 센서, 전원 측정부, 또는 정전 척 가동 검출부에서 측정된 정보를 전송하는 통신부를 더 구비 할 수 있다.
[0012][0010]본 발명의 또 다른 실시예는, 일면 상에 기판을 고정할 수 있는 정전 척; 상기 정전 척의 타면과 결합하여 상기 정전 척을 제1 방향으로 이동시키며, 내부에 형성된 복수 개의 수용부들 및 상기 각 수용부의 일면에 형성된 보강 리브를 포함하는 캐리어; 및 상기 캐리어에서 상기 정전 척이 결합하는 면에는 상기 제1 방향으로 연장되며, 서로 이격된 복수 개의 연마부들;을 포함하고, 상기 정전 척은 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 증착용 기판 이동부를 개시한다.
[0013][0011]본 발명의 또 다른 실시예는, 일면 상에 기판을 고정할 수 있는 정전 척; 상기 정전 척의 타면과 결합하여 상기 정전 척을 제1 방향으로 이동시키며, 내부에 형성된 복수 개의 수용부들 및 상기 각 수용부의 일면에 형성된 보강 리브를 포함하는 캐리어; 및 상기 캐리어에서 상기 정전 척이 결합하는 면에는 상기 제1 방향으로 연장되며, 서로 이격된 복수 개의 연마부들;을 포함하고, 상기 정전 척 상에서, 상기 기판의 화소 영역과 대응하는 영역의 바깥쪽에 복수 개의 리프트 핀홀들이 형성되는 것을 특징으로 하는 증착용 기판 이동부를 개시한다.
[0014][0012]상기한 바와 같이 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따르면, 기판상의 정확한 위치에 증착 물질이 증착되도록 할 수 있는 증착용 기판 이동부를 구현할 수 있다.
[0015]【附图说明】
[0016][0013]도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치를 개략적으로 도시한 시스템 구성의 평면도이다. 도 2는 도 1의 유기층 증착 장치의 증착부를 개략적으로 도시한 시스템 구성의 측면도이다. 도 3은 도 1의 증착부를 개략적으로 도시한 사시도이다. 도 4는 도 3의 증착부의 개략적인 단면도이다. 도 5는 도 3의 증착부의 제1 이송부와 증착용 기판 이동부를 더욱 상세히 나타내는 단면도이다.도 6은 도 3의 증착부의 증착용 기판 이동부의 캐리어를 위쪽에서 바라본 사시도이다. 도 7은 도 6에서 캐리어의 상부 플레이트를 분리한 모습을 나타내는 사시도이다. 도 8은 도 3의 증착부의 증착용 기판 이동부의 캐리어를 아래쪽에서 바라본 사시도이다. 도 9는 도 8에서 정전척을 분리한 모습을 나타내는 사시도이다. 도 10은 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 유기층 증착 어셈블리를 나타내는 도면이다.도 11은 본 발명의 유기층 증착 장치를 이용하여 제조된 액티브 매트릭스형 유기 발광 디스플레이 장치의 단면을 도시한 것이다.
[0017][0014]후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예의 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이러한 실시예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시예는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 명세서에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 일 실시예로부터 다른 실시예로 변경되어 구현될 수 있다. 또한, 각각의 실시예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치도 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 행하여지는 것이 아니며, 본 발명의 범위는 특허청구범위의 청구항들이 청구하는 범위 및 그와 균등한 모든 범위를 포괄하는 것으로 받아들여져야 한다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 구성요소를 나타낸다.
[0018][0015]이하에서는, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 여러 실시예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
[0019][0017]도 1은 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치를 개략적으로 도시한 시스템 구성의 평면도이고, 도 2는 도 1의 유기층 증착 장치의 증착부를 개략적으로 도시한 시스템 구성의 측면도이다.
[0020][0018]도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기층 증착 장치(1)는 증착부(100), 로딩부(200), 언로딩부(300) 및 이송부(400)를 포함한다.
[0021][0019]로딩부(200)는 제1 래크(212)와, 도입실(214)과, 제1 반전실(218)과, 버퍼실(219)을 포함할 수 있다.
[0022][0020]제1 래크(212)에는 증착이 이루어지기 전의 기판(2)이 다수 적재되어 있고, 도입실(214)에 구비된 도입로봇은 제1 래크(212)로부터 기판(2)을 잡아 제2 이송부(420)로부터 이송되어 온 증착용 기판 이동부(500)에 기판(2)을 얹은 후, 기판(2)이 부착된 증착용 기판 이동부(500)를 제1 반전실(218)로 옮긴다.
[0023][0021]도입실(214)에 인접하게는 제1 반전실(218)이 구비되며, 제1 반전실(218)에 위치한 제1 반전 로봇이 증착용 기판 이동부(500)를 반전시켜 증착용 기판 이동부(500)를 증착부(100)의 제1 이송부(410)에 장착한다.
[0024][0022]도 1에서 볼 때, 도입실(214)의 도입 로봇은 증착용 기판 이동부(500)의 상면에 기판(2)을 얹게 되고, 이 상태에서 증착용 기판 이동부(500)는 반전실(218)로 이송되며, 반전실(218)의 제1 반전 로봇이 반전실(218)을 반전시킴에 따라 증착부(100)에서는 기판(2)이 아래를 향하도록 위치하게 된다.
[0025][0023]언로딩부(300)의 구성은 위에서 설명한 로딩부(200)의 구성과 반대로 구성된다. 즉, 증착부(100)를 거친 기판(2) 및 증착용 기판 이동부(500)를 제2 반전실(328)에서 제2 반전 로봇이 반전시켜 반출실(324)로 이송하고, 반출 로봇이 반출실(324)에서 기판(2) 및 증착용 기판 이동부(500)를 꺼낸 다음, 기판(2)을 증착용 기판 이동부(500)에서 분리하여 제2 래크(322)에 적재한다. 기판(2)과 분리된 증착용 기판 이동부(500)는 제2 이송부(420)를 통해 로딩부(200)로 회송된다.
[0026][0024]그러나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 기판(2)이 증착용 기판 이동부(500)에 최초 고정될 때부터 증착용 기판 이동부(500)의 하면에 기판(2)을 고정시켜 그대로 증착부(100)로 이송시킬 수도 있다. 이 경우, 예컨대 제1 반전실(218)의 제1 반전 로봇과 제2 반전실(328)의 제2 반전 로봇은 필요없게 된다.
[0027][0025]증착부(100)는 적어도 하나의 증착용 챔버(101)를 구비한다. 도 1 및 도 2에 따른 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 증착부(100)는 챔버(101)를 구비하며, 이 챔버(101) 내에 복수의 유기층 증착 어셈블리들(100-1)(100-2)...(100-11)이 배치된다. 도 1에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 챔버(101) 내에 제1 유기층 증착 어셈블리(100-1), 제2 유기층 증착 어셈블리(100-2) ~ 제11 유기층 증착 어셈블리(100-11)의 열한 개의 유기층 증착 어셈블리들이 설치되어 있으나, 그 숫자는 증착 물질 및 증착 조건에 따라 가변 가능하다. 상기 챔버(101)는 증착이 진행되는 동안 진공으로 유지된다.
[0028][0026]한편, 도 1에 따른 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 기판(2)이 고정된 증착용 기판 이동부(500)는 제1 이송부(410)에 의해 적어도 증착부(100)로, 바람직하게는 상기 로딩부(200), 증착부(100) 및 언로딩부(300)로 순차 이동되고, 상기 언로딩부(300)에서 기판(2)과 분리된 증착용 기판 이동부(500)는 제2 이송부(420)에 의해 로딩부(200)로 환송된다.
[0029][0027]상기 제1 이송부(410)는 상기 증착부(100)를 통과할 때에 상기 챔버(101)를 관통하도록 구비되고, 상기 제2 이송부(420)는 기판(2)이 분리된 증착용 기판 이동부(500)를 이송하도록 구비된다.
[0030][0028]여기서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기층 증착 장치(1)는 제1 이송부(410)와 제2 이송부(420)가 상하로 형성되어, 제1 이송부(410)를 통과하면서 증착을 마친 증착용 기판 이동부(500)가 언로딩부(300)에서 기판(2)과 분리된 후, 그 하부에 형성된 제2 이송부(420)를 통해 로딩부(200)로 회송되도록 형성됨으로써, 공간 활용의 효율이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
[0031][0029]한편, 도 1의 증착부(100)는 각 유기층 증착 어셈블리(100-1)의 일 측에 증착원 교체부(190)를 더 포함할 수 있다. 도면에는 자세히 도시되지 않았지만, 증착원 교체부(190)는 카세트 형식으로 형성되어, 각각의 유기층 증착 어셈블리(100-1)로부터 외부로 인출되도록 형성될 수 있다. 따라서, 유기층 증착 어셈블리(100-1)의 증착원(도 3의 110 참조)의 교체가 용이해질 수 있다.
[0032][0030]한편, 도 1에는 로딩부(200), 증착부(100), 언로딩부(300) 및 이송부(400)로 구성된 유기층 증착 장치를 구성하기 위한 일련의 세트(set)가 나란히 두 세트가 구비된 것으로 도시되어 있다. 즉, 도 1의 위쪽과 아래쪽에 총 두 개의 유기층 증착 장치(1)가 구비된 것으로 이해할 수 있다.
[0033][0032]도 3은 도 1의 증착부를 개략적으로 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 증착부의 개략적인 단면도이다. 그리고, 도 5는 도 3의 증착부의 제1 이송부와 증착용 기판 이동부를 더욱 상세히 나타내는 단면도이고, 도 6은 도 3의 증착부의 증착용 기판 이동부의 캐리어를 위쪽에서 바라본 사시도이며, 도 7은 도 6에서 캐리어의 상부 플레이트를 분리한 모습을 나타내는 사시도이다. 또한, 도 8은 도 3의 증착부의 증착용 기판 이동부의 캐리어를 아래쪽에서 바라본 사시도이고, 도 9는 도 8에서 정전척을 분리한 모습을 나타내는 사시도이다.
[0034][0033]먼저, 도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 장치(1)의 증착부(100)는 하나 이상의 유기층 증착 어셈블리(100-1)와, 이송부(400)를 포함한다.
[0035][0034]이하에서는 전체적인 증착부(100)의 구성에 대하여 설명하도록 한다.
[0036][0035]챔버(101)는 속이 빈 상자 형상으로 형성되며, 그 내부에 하나 이상의 유기층 증착 어셈블리(100-1)와 이송부(400)가 수용된다. 이를 다른 측면에서 설명하면, 지면에 고정되도록 풋(foot)(102)이 형성되고, 풋(foot)(102) 상에 하부 하우징(103)이 형성되고, 하부 하우징(103)의 상부에 상부 하우징(104)이 형성된다. 그리고, 챔버(101)는 하부 하우징(103) 및 상부 하우징(104)을 모두 내부에 수용하도록 형성된다. 이때 하부 하우징(103)과 챔버(101)의 연결부는 밀봉처리되어 챔버(101) 내부가 외부와 완전히 차단되도록 할 수 있다. 이와 같이 하부 하우징(103)과 상부 하우징(104)이 지면에 고정된 풋(foot)(102) 상에 형성됨으로써, 챔버(101)가 수축/팽창을 반복하더라도 하부 하우징(103)과 상부 하우징(104)은 고정된 위치를 유지할 수 있으며, 따라서 하부 하우징(103)과 상부 하우징(104)이 증착부(100) 내에서 일종의 기준 프레임(reference frame)의 역할을 수행할 수 있는 것이다.
[0037][0036]한편, 상부 하우징(104)의 내부에는 유기층 증착 어셈블리(100-1)와 이송부(400)의 제1 이송부(410)가 형성되고, 하부 하우징(103)의 내부에는 이송부(400)의 제2 이송부(420)가 형성되는 것으로 기술할 수 있다. 그리고, 증착용 기판 이동부(500)가 제1 이송부(410)와 제2 이송부(420) 사이를 순환 이동하면서 연속적으로 증착이 수행되는 것이다.
[0038][0038]이하에서는 유기층 증착 어셈블리(100-1)의 상세 구성에 대하여 설명한다.
[0039][0039]각각의 유기층 증착 어셈블리(100-1)는 증착원(110), 증착원 노즐부(120), 패터닝 슬릿 시트(130), 차단 부재(140), 제1 스테이지(150), 제2 스테이지(160) 등을 포함한다. 여기서, 도 3 및 도 4의 모든 구성은 적절한 진공도가 유지되는 챔버(101) 내에 배치되는 것이 바람직하다. 이는 증착 물질의 직진성을 확보하기 위함이다.
[0040][0040]상세히, 증착원(110)에서 방출된 증착 물질(115)이 증착원 노즐부(120) 및 패터닝 슬릿 시트(130)를 통과하여 기판(2)에 원하는 패턴으로 증착되게 하려면, 기본적으로 챔버(미도시) 내부는 FMM 증착 방법과 동일한 고진공 상태를 유지해야 한다. 또한 패터닝 슬릿 시트(130)의 온도가 증착원(110) 온도보다 충분히 낮아야 한다. 왜냐하면, 패터닝 슬릿 시트(130)의 온도가 충분히 낮아야만 온도에 의한 패터닝 슬릿 시트(130)의 열팽창 문제를 최소화할 수 있기 때문이다.
[0041][0041]이러한 챔버(101) 내에는 피 증착체인 기판(2)이 배치된다. 상기 기판(2)은 평판 표시장치용 기판이 될 수 있는데, 다수의 평판 표시장치를 형성할 수 있는 마더 글라스(mother glass)와 같은 40인치 이상의 대면적 기판이 적용될 수 있다.
[0042][0042]여기서, 본 발명의 일 실시예에서는, 기판(2)이 유기층 증착 어셈블리(100-1)에 대하여 상대적으로 이동하면서 증착이 진행되는 것을 일 특징으로 한다.
[0043][0043]상세히, 기존 FMM 증착 방법에서는 FMM 크기가 기판 크기와 동일하게 형성되어야 한다. 따라서, 기판 사이즈가 증가할수록 FMM도 대형화되어야 하며, 이로 인해 FMM 제작이 용이하지 않고, FMM을 인장하여 정밀한 패턴으로 얼라인(align) 하기도 용이하지 않다는 문제점이 존재하였다.
[0044][0044]이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 관한 유기층 증착 어셈블리(100-1)는, 유기층 증착 어셈블리(100-1)와 기판(2)이 서로 상대적으로 이동하면서 증착이 이루어지는 것을 일 특징으로 한다. 다시 말하면, 유기층 증착 어셈블리(100-1)와 마주보도록 배치된 기판(2)이 Y축 방향을 따라 이동하면서 연속적으로 증착을 수행하게 된다. 즉, 기판(2)이 도 3의 화살표 A 방향으로 이동하면서 스캐닝(scanning) 방식으로 증착이 수행되는 것이다. 여기서, 도면에는 기판(2)이 챔버(미도시) 내에서 Y축 방향으로 이동하면서 증착이 이루어지는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명의 사상은 이에 제한되지 아니하며, 기판(2)은 고정되어 있고 유기층 증착 어셈블리(100-1) 자체가 Y축 방향으로 이동하면서 증착을 수행하는 것도 가능하다 할 것이다.
[0045][0045]따라서, 본 발명의 유기층 증착 어셈블리(100-1)에서는 종래의 FMM에 비하여 훨씬 작게 패터닝 슬릿 시트(130)를 만들 수 있다. 즉, 본 발명의 유기층 증착 어셈블리(100-1)의 경우, 기판(2)이 Y축 방향을 따라 이동하면서 연속적으로, 즉 스캐닝(scanning) 방식으로 증착을 수행하기 때문에, 패터닝 슬릿 시트(130)의 X축 방향 및 Y축 방향의 길이 중 적어도 한 방향의 길이는 기판(2)의 길이보다 훨씬 작게 형성될 수 있는 것이다. 이와 같이, 종래의 FMM에 비하여 훨씬 작게 패터닝 슬릿 시트(130)를 만들 수 있기 때문에, 본 발명의 패터닝 슬릿 시트(130)는 그 제조가 용이하다. 즉, 패터닝 슬릿 시트(130)의 에칭 작업이나, 그 이후의 정밀 인장 및 용접 작업, 이동 및 세정 작업 등 모든 공정에서, 작은 크기의 패터닝 슬릿 시트(130)가 FMM 증착 방법에 비해 유리하다. 또한, 이는 디스플레이 장치가 대형화될수록 더욱 유리하게 된다.
[0046][0046]이와 같이, 유기층 증착 어셈블리(100-1)와 기판(2)이 서로 상대적으로 이동하면서 증착이 이루어지기 위해서는, 유기층 증착 어셈블리(100-1)와 기판(2)이 일정 정도 이격되는 것이 바람직하다. 이에 대하여는 뒤에서 상세히 기술하기로 한다.
[0047][0047]한편, 챔버 내에서 상기 기판(2)과 대향하는 측에는, 증착 물질(115)이 수납 및 가열되는 증착원(110)이 배치된다. 상기 증착원(110) 내에 수납되어 있는 증착 물질(115)이 기화됨에 따라 기판(2)에 증착이 이루어진다.
[0048][0048]상세히, 증착원(110)은 그 내부에 증착 물질(115)이 채워지는 도가니(111)와, 도가니(111)를 가열시켜 도가니(111) 내부에 채워진 증착 물질(115)을 도가니(111)의 일 측, 상세하게는 증착원 노즐부(120) 측으로 증발시키기 위한 히터(112)를 포함한다.
[0049][0049]증착원(110)의 일 측, 상세하게는 증착원(110)에서 기판(2)을 향하는 측에는 증착원 노즐부(120)가 배치된다. 그리고, 증착원 노즐부(120)에는 그 중심부에 하나 이상의 증착원 노즐(121)이 형성된다. 그리고, 증착원(110) 내에서 기화된 증착 물질(115)은 증착원 노즐부(120)의 증착원 노즐(121)을 통과하여 피 증착체인 기판(2) 쪽으로 향하게 되는 것이
